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송년호 특별부록 | 한국의 核주권

방사성 폐기물 처분 문제

중저준위 방폐물 처분은 간단, 그러나 사용후핵연료 처리에 대한 국가 정책이 없다

  • 송종순 조선대 교수·원자력공학 jssong@chosun.ac.kr

방사성 폐기물 처분 문제

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방사성 폐기물 처분 문제

일본 로카쇼무라 처분장 전경.

방사성 폐기물의 육지처분 시스템은 지질환경, 처분시설, 폐기물 특성의 3대 요소로 구성되며, 처분의 안전성은 이러한 3대 요소가 상호보완하면서 맞아떨어질 때 보장될 수 있다.

중저준위 방사성 폐기물의 육지처분은 1940년대 미국에서 핵무기 개발계획의 추진과정에서 발생한 폐기물을 천층(淺層)에 묻어 처분한 이래 각국의 자연과 인문사회적 환경에 맞춰 다양하게 이뤄지고 있다.

이 방식은 처분시설을 지표면 가까이에 설치하느냐, 지하 깊은 곳에 설치하느냐에 따라 크게 천층처분과 동굴처분으로 나눌 수 있다. 두 방식은 처분시설 내부를 콘크리트 등으로 보강하는지에 따라 다시 단순
방사성 폐기물 처분 문제

스웨덴 포스마크 처분장.

방식과 인공방벽 방식으로 나뉜다.

단순 천층처분은 지표면에 트렌치를 파 폐기물을 넣고 그 위에 파낸 흙이나 흙에 점토를 혼합한 것을 1m 이상의 두께로 덮는 방식이다. 이 방식은 인구밀도가 낮고, 기후가 건조해 처분지를 쉽게 확보할 수 있는 나라에서만 사용된다. 대표적인 예가 미국의 반웰(Barnwell) 처분장이다.

경주는 인공 동굴처분 방식 채택



인공방벽 천층처분은 단순 천층처분 부지를 확보할 수 없는 경우, 기존 부지의 자연적 특성에 공학적 방벽(防壁)을 보강해 폐기물 처분계통의 종합 성능을 향상시킨 것이다. 지상 또는 지하에 콘크리트 트렌치를 만드는 방식으로 프랑스의 로브 처분장과 일본의 로카쇼무라 처분장이 여기에 속한다.

단순 동굴처분은 기존 폐광 가운데 지질 및 기타 조건이 적합한 장소를 선택해 처분시설로 개조해 사용하는 방식이다. 암염(巖鹽) 폐광을 활용한 독일의 아세(Asse) 처분장이 대표적이다.

인공 동굴처분은 처분에 적합한 폐광을 찾기 어려울 경우 택하는 방식이다. 지하암반에 인공적인 동굴을 뚫고 처분시설을 건설해 방사성 폐기물을 처분하는 방식으로 비용이 많이 들지만, 처분시설의 구조나 배치를 최적화할 수 있는 장점이 있다. 스웨덴 포스마크(Forsmark) 처분장과 핀란드의 올킬루토(Olkiluoto) 처분장이 여기에 속한다.

이 두 처분방식 가운데 어느 하나를 선택해도 방사성 폐기물에 함유된 방사성 핵종을 소멸될 때까지 인간 생활권으로부터 완전히 떼어놓을 수 있다. 방사성 폐기물을 장기간 안전하게 격리하려면, 처분장이 들어선 지역과 인근에 활성단층이 없어야 한다.

또 자연동굴이 형성될 수 있는 석회암 지역은 피해야 하고, 사람이 많이 찾는 국립공원과 많은 사람의 식수원이 되는 상수원 보호구역도 피해야 한다. 지하수의 흐름이 적고, 균일하고 단단한 암반이 있거나 지질학적으로 안정된 곳이 처분장으로 적합하다.

우리나라의 경주에 건설하려고 하는 처분장은 인공 동굴처분 방식에 속한다. 견고한 지하암반으로 이루어진 동굴 안에 콘크리트 구조물을 만들어 폐기물을 넣은 드럼을 저장한다. 이 처분장이 폐기물 드럼으로 다 채워지면 남는 공간은 자갈과 콘크리트, 점토 등으로 채워 입구를 철저히 밀봉한다. 인간 및 생태계로부터 완전히 격리하는 것이다.

경주에 들어설 중저준위 방사성 폐기물처분장은 2008년에 운영하는 것을 목표로 한다. 1단계로 건설된 처분장의 용량은 10만드럼이고, 최종적으로는 80만드럼을 처분할 수 있도록 계획하고 있다. 이 처분장을 짓는 데는 3만9200m2의 부지가 필요할 것으로 추정되고 있다.

나라에 따라서는 안전성을 보다 더 확보하기 위해 중준위에 속하는 필터나 이온교환 수지 등은 사일로(Silo)에 처분하고, 저준위에 속하는 폐기물만 터널에 처분하는 방식을 채택하기도 한다. 천층처분 방식을 채택한 미국은 폐기물을 A·B·C 등급으로 분류해, 준위가 가장 높은 C 등급 폐기물을 맨 아래에 처분하고 다른 폐기물을 그 위에 처분하고 있다.

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송종순 조선대 교수·원자력공학 jssong@chosun.ac.kr
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